KYSELINA JODISTÁ (HIO4): STRUKTURA, VLASTNOSTI A POUŽITÍ - CHEMIE - 2025

Kyselina jodistá je kyslíkatých kyselin, což odpovídá oxidačním stavu VII jodu. Existuje ve dvou formách: ortoperiodová (H ₅ IO ₆) a kyselina metaperjodová (HIO ₄). Objevili jej v roce 1838 němečtí chemici HG Magnus a CF Ammermüller.

Ve zředěných vodných roztoků, kyselina jodistá je převážně ve formě kyseliny metaperiodic a hydronium iontů (H ₃ O ⁺). Mezitím se v koncentrovaných vodných roztocích objeví kyselina jodistá jako kyselina ortoperiodová.

Hygroskopické krystaly kyseliny ortoperiodové. Zdroj: Leiem, z Wikimedia Commons

Obě formy kyseliny jodisté ​​jsou přítomny v dynamické chemické rovnováze, převládající forma závisí na hodnotě pH ve vodném roztoku.

Horní obrázek ukazuje kyselinu ortoperiodovou, která se skládá z bezbarvých hygroskopických krystalů (z tohoto důvodu vypadají mokré). Ačkoli vzorce a struktury mezi H ₅ IO ₆ a HIO ₄ jsou na první pohled velmi odlišné, dva přímo souvisí se stupněm hydratace.

H ₅ IO ₆ může být vyjádřen jako HIO ₄ ∙ 2H ₂ O, a proto musí být dehydratován za vzniku HIO ₄; totéž se děje ve směru opačném, při hydrataci HIO ₄, H ₅ IO _{6 je produkován}.

Struktura kyseliny jodisté

Kyselina metaperjodová. Zdroj: Benjah-bmm27 prostřednictvím Wikipedie.

Horní obrázek ukazuje molekulární strukturu kyseliny metaperjodové, HIO ₄. Toto je forma, která je nejvíce vysvětlena v textech chemie; je však nejméně termodynamicky stabilní.

Jak je vidět, skládá se z čtyřstěnu, v jehož středu je umístěn atom jodu (fialová koule) a atomy kyslíku (červené koule) v jeho vrcholech. Tři atomy kyslíku tvoří dvojnou vazbu s jodem (I = O), zatímco jeden z nich tvoří jednoduchou vazbu (I-OH).

Tato molekula je kyselá kvůli přítomnosti OH skupiny, je schopna darovat H ⁺ ion; a ještě více, když je kladný částečný náboj H větší díky čtyřem atomům kyslíku navázaným na jod. Všimněte si, že HIO ₄ může tvořit čtyři vodíkové vazby: jednu přes OH (koblihu) a tři přes její atomy kyslíku (přijímá).

Krystalografické studie ukázaly, že jód může ve skutečnosti přijímat dva kyslíky ze sousední molekuly HIO ₄. Přitom se získají dvě oktaedry IO ₆ spojené dvěma vazbami IOI v cis pozicích; to znamená, že jsou na stejné straně a nejsou odděleny úhlem 180 °.

Tyto oktaedry IO ₆ jsou spojeny takovým způsobem, že nakonec vytvoří nekonečné řetězce, že když spolu komunikují, „vyzbrojí“ krystal HIO ₄.

Kyselina ortoperiodová

Kyselina ortoperiodová. Zdroj: Benjah-bmm27 prostřednictvím Wikipedie.

Výše uvedený obrázek ukazuje nejstabilnější a hydratovanou formu kyseliny jodisté: kyselina ortoperiodová, H ₅ IO ₆. Barvy pro tento model tyčí a koulí jsou stejné jako u právě vysvětleného HIO ₄. Zde můžete přímo vidět, jak vypadá oktaedron IO ₆.

Všimněte si, že existuje pět OH skupiny, které odpovídají pěti H ⁺ iontů, které by mohly teoreticky uvolňují H ₅ IO ₆ molekulu. Vzhledem k rostoucím elektrostatickým odrazům však může uvolnit pouze tři z těchto pěti, čímž se vytvoří odlišné rovnováhy disociace.

Těchto pět OH skupiny umožňují H ₅ IO ₆ přijímat různé molekuly vody, a to z tohoto důvodu, že jeho krystaly jsou hygroskopické; to znamená, že absorbují vlhkost přítomnou ve vzduchu. Rovněž jsou zodpovědné za jeho značně vysokou teplotu tání sloučeniny kovalentní povahy.

H ₅ IO ₆ molekuly tvoří mnoho vodíkové vazby s sebou, a proto poskytnout takový směrovost, který také umožňuje, aby byly uspořádány v řádné prostoru. V důsledku tohoto uspořádání, H ₅ IO ₆ formy monoklinické krystaly.

Vlastnosti

Molekulové hmotnosti

- kyselina jodovodíková: 190,91 g / mol.

- kyselina ortoperiodová: 227,941 g / mol.

Fyzický vzhled

Bílá nebo světle žlutá pevná látka pro HIO ₄ nebo bezbarvé krystaly pro H ₅ IO ₆.

Bod tání

128 ° C (263,3 ° F, 401,6 ° F).

Bod vznícení

140 ° C

Stabilita

Stabilní. Silné oxidační činidlo. Kontakt s hořlavými materiály může způsobit požár. Hygroskopický. Neslučitelné s organickými materiály a silnými redukčními činidly.

pH

1.2 (roztok 100 g / l vody při 20 ° C).

Reaktivita

Kyselina jodistá je schopna přerušit vazbu vicinálních diolů přítomných v uhlohydrátech, glykoproteinech, glykolipidech atd., Vznikajících molekulárních fragmentech s koncovými aldehydovými skupinami.

Tato vlastnost kyseliny jodisté ​​se používá ke stanovení struktury uhlohydrátů, jakož i přítomnosti látek souvisejících s těmito sloučeninami.

Aldehydy vytvořené touto reakcí mohou reagovat se Schiffovým činidlem a detekovat přítomnost komplexních uhlohydrátů (změní barvu na fialovou). Kyselina jodistá a Schiffovo činidlo jsou spojeny do činidla, které je zkráceně PAS.

Nomenklatura

Tradiční

Kyselina jodistá má své jméno, protože jód pracuje s nejvyšší ze svých valencí: +7, (VII). To je způsob pojmenování podle staré nomenklatury (tradiční).

V knihách chemie vždy uvádějí HIO ₄ jako jediný zástupce kyseliny jodisté, který je synonymem kyseliny metaperjodové.

Kyselina metaperjodová vděčí za svůj název skutečnosti, že anhydrid jodu reaguje s molekulou vody; to znamená, že jeho stupeň hydratace je nejnižší:

I ₂ O ₇ + H ₂ O => 2HIO ₄

Zatímco pro tvorbu kyseliny orthoperiodic, I ₂ O ₇ musí reagovat s vyšším množstvím vody:

I ₂ O ₇ + 5 H ₂ O => 2H ₅ IO ₆

Reakce s pěti molekulami vody místo jedné.

Termín orto-, se používá výhradně pro označení H ₅ IO ₆ a kyselina tedy periodické se vztahuje pouze na HIO ₄.

Systematika a akcie

Jiné, méně obyčejné názvy pro kyselinu periodickou jsou:

-Hydrogen tetraoxoodičnan (VII).

- kyselina tetraoxodiová (VII)

Aplikace

Lékaři

PAS barvení. Zdroj: Nebyl poskytnut žádný strojově čitelný autor. Převzato KGH (na základě nároků na autorská práva).

Fialové skvrny PAS získané reakcí kyseliny jodisté ​​s uhlohydráty se používají k potvrzení nemoci skladování glykogenu; například Von Gierkeho nemoc.

Používají se při následujících zdravotních stavech: Pagetova choroba, sarkom měkké části při vidění, detekce lymfocytových agregátů v mykózových fungoidech a při Sezanském syndromu.

Používají se také při studiu erytroleukémie, nezralé leukémie červených krvinek. Buňky skvrny světlé fuchsie. Ve studii se navíc používají živé plísňové infekce, které obarvují stěny hub houbovou barvou.

V laboratoři

- Používá se při chemickém stanovení manganu, kromě jeho použití v organické syntéze.

- Kyselina jodovodíková se používá jako selektivní oxidační činidlo v oblasti organických chemických reakcí.

- Kyselina jodovodíková může uvolňovat acetaldehyd a vyšší aldehydy. Kyselina jodistá může navíc uvolňovat formaldehyd pro detekci a izolaci, jakož i uvolňování amoniaku z hydroxyaminokyselin.

Roztoky kyseliny -Periodic se používají při studiu přítomnosti aminokyselin, které mají OH a NH _{2 skupiny} v sousedních polohách. Roztok kyseliny jodisté ​​se používá ve spojení s uhličitanem draselným. V tomto ohledu je serin nejjednodušší hydroxyaminokyselina.

Reference

1. Gavira José M Vallejo. (24. října 2017). Význam předpon meta, pyro a ortho ve staré nomenklatuře. Obnoveno z: triplenlace.com
2. Gunawardena G. (17. března 2016). Kyselina jodistá. Chemistry LibreTexts. Obnoveno z: chem.libretexts.org
3. Wikipedia. (2018). Kyselina jodistá. Obnoveno z: en.wikipedia.org
4. Kraft, T. a Jansen, M. (1997), Stanovení krystalové struktury kyseliny metaperjodové, HIO4, s kombinovanou rentgenovou a neutronovou difrakcí. Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 36: 1753-1754. doi: 10.1002 / anie.199717531
5. Shiver & Atkins. (2008). Anorganická chemie. (Čtvrté vydání). Mc Graw Hill.
6. Martin, AJ, a Synge, RL (1941). Některé aplikace kyseliny jodisté ​​při studiu hydroxyaminokyselin bílkovinných hydrolyzátů: Osvobození acetaldehydu a vyšších aldehydů kyselinou jodistou. 2. Detekce a izolace formaldehydu uvolňovaného kyselinou jodistou. 3. Amoniak rozdělený z hydroxyaminokyselin kyselinou jodistou. 4. Hydroxyaminokyselinová frakce vlny. 5; Hydroxylysine 's dodatkem od Florence O. Bell Textile Physics Laboratory, University of Leeds. The Biochemical Journal, 35 (3), 294-314.1.
7. Asima. Chatterjee a SG Majumdar. (1956). Použití periodické kyseliny pro detekci a lokalizaci ethylenické nenasycenosti. Analytical Chemistry 1956 28 (5), 878-879. DOI: 10,1021 / ac60113a028.